探尋升力奧秘 強(qiáng)國夢想翱翔
——物理學(xué)院團(tuán)委學(xué)生會服務(wù)隊(duì)星槎小學(xué)大班課程
去年初夏,國產(chǎn)大飛機(jī)C919在上海虹橋機(jī)場成功起飛,落地首都機(jī)場,一百三十多位旅客共同見證了它的商業(yè)首航;今年盛夏,在廣東“百千萬工程”目標(biāo)引領(lǐng)下,華南師范大學(xué)物理學(xué)院團(tuán)委學(xué)生會服務(wù)隊(duì)與星槎小學(xué)暑假成長營的小朋友們同聚一堂,共同探究C919大飛機(jī)翱翔天際的秘密。
2024年7月21日,團(tuán)學(xué)服務(wù)隊(duì)在星槎小學(xué)開展了一堂主題為“看國產(chǎn)大飛機(jī)C919如何翱翔天際——升力的探究”的趣味課堂,星槎小學(xué)的小朋友們在圈圈老師和小暢老師的帶領(lǐng)下,領(lǐng)略動力學(xué)與流體力學(xué)的美妙,培養(yǎng)“打破砂鍋問到底”的探索精神,堅(jiān)定為國家航天航空事業(yè)奉獻(xiàn)的信心。
“小朋友們認(rèn)識多少種飛機(jī)?”一次別具一格的航空知識搶答賽拉開了本節(jié)課程的序幕。各式各樣的飛機(jī)圖樣迅速調(diào)動起小朋友們的相關(guān)知識儲備,他們競相回答,展現(xiàn)出新一代少年對大國重器的濃厚興趣。
(圖1:小暢老師向小朋友們展示C919起飛的畫面)
本節(jié)課程中,老師們將原理講解的部分分為三個板塊,逐步深入地向小朋友們介紹其中的奧秘。小朋友們從一個簡單的猜想方法——假說演繹法出發(fā),確定了本節(jié)課的核心問題:“升力的產(chǎn)生是由機(jī)翼實(shí)現(xiàn)的”。經(jīng)過圈圈老師別出心裁的機(jī)翼模型實(shí)驗(yàn)演示、小暢老師細(xì)致入微的理論講解后,小朋友們初步掌握了飛機(jī)升力原理中最基礎(chǔ)的理論:機(jī)翼上下表面的壓力差使得飛機(jī)被托了起來。但是,關(guān)于“壓力差的本質(zhì)到底是什么”、“為什么會出現(xiàn)兩個不同的壓力”的兩個疑問,還時刻困擾著求知若渴的小朋友們。
(圖2:老師們帶領(lǐng)小朋友進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn))
圈圈老師和小暢老師設(shè)計了“氣球戳戳樂”的探究實(shí)驗(yàn),以便讓小朋友們更好地理解“壓力差”的本質(zhì)。小朋友們在老師的帶領(lǐng)下巧妙地將數(shù)學(xué)中除法的知識融會貫通,努力地思考著壓強(qiáng)概念中兩個因素的關(guān)系。很快,小朋友們便能夠熟練地掌握“壓強(qiáng)”這個稍顯陌生的概念。解決了第一個疑難后,更具挑戰(zhàn)性的一個環(huán)節(jié)接踵而至:小朋友們需要了解機(jī)翼上下表面的壓力差異究竟來源于什么。小暢老師通過類比、舉例、編口訣等方法讓小朋友們在探索問題時化繁為簡、化難為易。小朋友們紛紛起立,用自己的語言表達(dá)觀點(diǎn),成功地回答了第二個疑難問題:“為什么會出現(xiàn)兩個不同的壓力”。
(圖3:老師們帶領(lǐng)小朋友開展壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn))
老師和小朋友們還不滿足止步于此。他們趁著伯努利原理學(xué)習(xí)之“熱”,打擴(kuò)展學(xué)習(xí)應(yīng)用之“鐵”,開展了本節(jié)課的第三個實(shí)驗(yàn):“肺活量之王:吹氣比賽”。看似考驗(yàn)肺活量的比賽實(shí)際上是考驗(yàn)小朋友們對伯努利原理的變形利用,而小朋友們也不負(fù)眾望,經(jīng)過幾輪的游戲,大都找到了更加科學(xué)的方法。這樣發(fā)散思考的學(xué)習(xí)思維也被聰明的小朋友們運(yùn)用到了生活實(shí)踐中:譬如高鐵站臺上的黃線,就體現(xiàn)著伯努利原理的奧秘。小朋友們知道了這背后的原因之后,在出行時會更加自覺地遵守規(guī)則。
(圖4:小朋友們上臺進(jìn)行趣味比拼)
課堂的最后,小暢老師對升力產(chǎn)生的原因做了簡單總結(jié),并且為小朋友們科普了C919得以破繭成蝶的前世今生。在他生動的描述中,小朋友們深刻地了解到:C919從一張圖紙的構(gòu)想到真正沖上云霄,并非一日之功,而是經(jīng)歷大半個世紀(jì)的篳路藍(lán)縷、艱難前行,最終成為藍(lán)天中那一抹令國人驕傲的身影。這樣的成就離不開無數(shù)人投身航空事業(yè)、薪火相傳的偉大奮斗、離不了無數(shù)人期盼“大國重器”翱翔天際的宏偉夢想。小暢老師以C919建造團(tuán)隊(duì)首席鉗工胡雙錢老先生為例,引出了講臺下中國新一代的稚嫩而動人的夢想:戰(zhàn)斗機(jī)飛行員、水災(zāi)消防員、救死扶傷的醫(yī)生……在杰出榜樣事例的鼓舞下,小朋友們堅(jiān)定了報效祖國的心愿,暢想自己的未來,認(rèn)真地在紙上寫下自己的夢想。
(圖5:小朋友們展示折出的紙飛機(jī))
以紙為承載,以筆為寄托,小朋友們在老師的帶領(lǐng)下將寫下夢想的紙張疊成飛機(jī),在盛夏的陽光中、在歡聲笑語的教室里,滿懷希冀地?fù)]動手臂,放飛心中最燦爛的理想。相信在不久的未來,這些翱翔的紙飛機(jī)終將沖上云霄,從西江江畔的星槎小鎮(zhèn)啟航,承載著對鄉(xiāng)村振興的向往,在云之彼端與百縣千鎮(zhèn)萬村的紙飛機(jī)匯聚,共同構(gòu)建高質(zhì)量發(fā)展的美好圖景。
撰稿人:劉鳴暢 阮晴
初審人:鄔悅琦
復(fù)審人:李海峰
終審人:王豐
來稿單位:華南師范大學(xué)物理學(xué)院團(tuán)委學(xué)生會服務(wù)隊(duì)
來稿時間:2024年7月21日